JPH11181463A - ギヤ油 - Google Patents
ギヤ油Info
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- JPH11181463A JPH11181463A JP9365820A JP36582097A JPH11181463A JP H11181463 A JPH11181463 A JP H11181463A JP 9365820 A JP9365820 A JP 9365820A JP 36582097 A JP36582097 A JP 36582097A JP H11181463 A JPH11181463 A JP H11181463A
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Abstract
ロ耐久性を有すると共に、シンクロナイザーリングとギ
ヤコーン間での摩耗特性を大幅に改善してシフト操作性
をも良好とし、かつハイポイドギヤを装着した自動車の
マニュアルトランスミッションやトランスアクスルにも
耐え得る優れた極圧性を有するギヤ油を提供する。 【解決手段】 100℃で2〜50mm2/sの粘度を
有し、硫黄分が0.1質量%以下である鉱油や合成油か
らなる基油に、(A)アルキル基の炭素数が8以上のプ
ライマリージチオリン酸亜鉛、(B)塩基価200mg
KOH/g以上を有するアルカリ土類金属型清浄分散
剤、(C)平均分子量が2000〜5000のポリブテ
ニル基を有するビスタイプのアルケニルこはく酸イミ
ド、その誘導体、(D)リン酸エステルのアミン塩、
(E)硫黄化合物、を含有する。
Description
しくは、優れた酸化安定性、耐ピッチング性およびシン
クロ耐久性を有すると共に、シンクロナイザーリング
(以下、SNRと記す)とギヤコーン(以下、GCと記
す)間での摩耗特性を大幅に改善してシフト操作性をも
良好とし、さらにハイポイドギヤを装着した自動車のマ
ニュアルトランスミッションやトランスアクスルにも耐
え得る優れた極圧性を有するギヤ油に関する。
種装置における金属と金属との間に油膜を形成し、摩
耗、焼き付き、ピッチング、スコーリングなどの現象を
抑制することを目的としている。このギヤ油は、通常、
基油として鉱油あるいは合成油を用い、これに目的に応
じて各種の添加剤を配合したものである。
快適性の観点からシフト操作性をより一層向上させるギ
ヤ油の開発が望まれている。
RとGCとの引っ掛かりの解消である。この引っ掛かり
は、シフトチェンジする際にシフトレバーが離れ難くな
る現象であり、SNRとGCが離れる際にスティックト
ルクが発生し、シフトが重く感じられる現象である。
期不良の解消である。この同期不良が生じると、シフト
チェンジの際にシフトレバーが入り難くなり、上記の引
っ掛かりの場合と同様にシフトが重く感じられて、円滑
なシフト操作性が低下する場合がある。
まで、種々のギヤ油が提案されている。例えば、アルカ
ノールアミン化合物に着目したギヤ油(特開平2−48
97号公報)、硫化エステルまたは硫化エステルとアル
カノールアミン化合物に着目したギヤ油(特開平2−1
82787号公報参照)がある。また、操作フィーリン
グを良好にするギヤ油として、硫黄含有化合物と塩基価
200mgKOH/g以上のアルカリ土類金属系清浄分
散剤と多価アルコールの部分エステルとを添加したもの
も知られている(特開平2−155987号公報参
照)。
性、酸化安定性およびシンクロ特性を有するとともに、
ピッチング性を大幅に改善したギヤ油として、(A)ア
ルキルジチオリン酸亜鉛、(B)塩基価200mgKO
H/g以上のアルカリ土類金属型清浄分散剤、(C)平
均分子量2000〜5000のポリブテニル基を有する
ビスタイプのアルケニルこはく酸イミドあるいはその誘
導体、(D)リン酸エステルのアミン塩を添加したもの
が提案されている(特願平8−188908号)。この
既提案のギヤ油は、自動車用ギヤ油として一定以上の性
能を有する。
したトランスアクスルに使用するギヤ油においては、極
めて高い極圧性が要求されるために、上記した本発明者
らによる既提案のギヤ油の性能よりさらに高い極圧性が
要求される可能性がある。また、エンジンのさらなる高
出力化に伴って、ギヤへの負荷が大きくなる傾向にあ
り、より高性能なギヤ油開発の要求が高まると予想され
る。
従来のギヤ油が有している優れた酸化安定性、耐ピッチ
ング性およびシンクロ耐久性をそのまま保持しつつ、S
NRとGCとの間の摩擦特性を大幅に改善してシフト操
作時の引っ掛かり防止性や同期不良解消性にも優れると
ともに、極圧性を大幅に向上させたギヤ油を提供するこ
とを目的とする。
ギヤ油は、100℃で2〜50mm2/sの粘度を有
し、硫黄分が0.1質量%以下である鉱油および合成油
の中から選ばれる1種以上を基油とし、これに、(A)
アルキル基の炭素数が8以上のプライマリージチオリン
酸亜鉛0.5〜3質量%、(B)塩基価200mgKO
H/g以上を有するアルカリ土類金属型清浄分散剤1.
2〜4質量%、(C)平均分子量が2000〜5000
のポリブテニル基を有するビスタイプのアルケニルこは
く酸イミド、その誘導体1.5〜10質量%、(D)リ
ン酸エステルのアミン塩0.3〜3質量%(E)炭化水
素硫化物および硫化油脂の中から選ばれる1種以上の硫
黄化合物0.05〜5質量%、を含有してなることを特
徴とする。
ニュアルトランスミッション油やトランスアクスル油と
して具備すべき特性、すなわち、 1)SNRとGC部分が離れる際の引っ掛かりを効果的
に防止する、 2)SNRとGC部分が同期する時間を短縮する(言い
換えれば、同期不良を効果的に解消する)、 3)SNRとGC部分で適切な摩擦係数を有する、 4)この摩擦係数を長期にわたって維持する(言い換え
れば、シンクロ耐久性に優れる)、 5)耐ピッチング性に優れる、 6)極圧性、耐摩耗性に優れる、 7)酸化安定性に優れる、 を有している。
粘度が2〜50mm2/sの範囲、好ましくは2〜40
mm2/s、より好ましくは2〜30mm2/s、特に
好ましくは5〜20mm2/sである。また、本発明に
おける基油は、硫黄分がなるべく少ないことが望まし
く、許容される硫黄分の含有量は0.1質量%までであ
り、好ましくは0.05質量%以下、より好ましくは
0.02質量%以下である。硫黄分が0.1質量%を越
えて存在すると、高温で使用されるときにスラッジの生
成が促進される可能性がある。なお、本発明における基
油は、粘度指数が100以上あることが望ましく、好ま
しくは110以上、より好ましくは120以上である。
油や合成油が基油として使用され、鉱油としては、例え
ば、水素化精製油、触媒異性化油などの高度に精製され
たパラフィン系鉱油が好適に使用される。
ルキルジチオリン酸亜鉛は、化1の一般式(1)で表さ
れる。
R4は、それぞれ同一または相異なる炭素数8以上のプ
ライマリーアルキル基である。炭素数8未満のプライマ
リーアルキル基のものは、耐摩耗性、耐酸化性が小さ
く、炭素数が多すぎるプライマリーアルキル基のもの
も、同様に、耐摩耗性、耐酸化性が小さくなるため、プ
ライマリーアルキル基の炭素数の上限は20程度とする
ことが適している。好ましい炭素数は8〜18、より好
ましくは11〜14であり、例えば、デシル基、ドデシ
ル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基などが挙げられ
る。
亜鉛は、単独でまたは2種以上を混合して使用でき、そ
の配合割合は、0.5〜3質量%、好ましくは0.8〜
2質量%である。プライマリーアルキルジチオリン酸亜
鉛が少なすぎると、耐ピッチング性、シンクロ耐久性が
低下することがあり、同期時間の短縮効果を得ることが
できず、多すぎるとスラッジ発生の原因となる可能性が
ある。
g以上のアルカリ土類金属型清浄分散剤は、従来よりエ
ンジン油に使用されている公知のものを使用することが
できる。塩基価が200mgKOH/g未満のものであ
ると、耐ピッチング性を優れたものとすることができな
いことがあり、硫黄系極圧剤を配合する場合において
は、シンクロ耐久性の向上効果が得られない可能性があ
る。なお、塩基価の上限は、特に限定しないが、あまり
高すぎると分散性に影響を及ぼすことがあるため、60
0mgKOH/g程度を上限とするのが好ましい。好ま
しい塩基価は、250〜450mgKOH/g、より好
ましくは300〜450mgKOH/gである。
の具体例としては、スルフォネート、フェネート、サリ
シレート、ホスフォネートなどと、Ca、Mg、Baな
どとの金属塩形になっているものが挙げられる。また、
Ca、Mg、Baなどの水酸化物や炭酸塩を過剰に含有
させた超塩基性清浄分散剤も使用できる。好ましくはス
ルフォネートとCa、Mg、Baなどとの金属塩であ
り、より好ましくはMgスルフォネートであり、特に好
ましくはCaスルフォネートとMgスルフォネートを重
量比で1:0.8〜1:10、好ましくは1:0.9〜
1:8、より好ましくは1:1〜1:6、特に好ましく
は1:2〜1:6の割合で併用したものである。
単独でまたは2種以上を混合して使用でき、その配合割
合は、1.2〜4質量%、好ましくは1.5〜2.5質
量%である。アルカリ土類金属型清浄分散剤が少なすぎ
ると耐ピッチング性および清浄性が低下する可能性があ
り、多すぎてもこの効果は飽和し経済的に不利である。
たはその誘導体は、平均分子量が2000〜5000、
好ましくは2000〜3000、さらに好ましくは23
00〜2500のポリブテニル基を有するビスタイプの
ものであり、化2の一般式(2)で表される。なお、
(C)成分は、平均分子量が2000未満であると充分
な耐ピッチング性が得られないことがあり、5000を
超えると油への溶解性が低下する可能性がある。
るポリブテニル基で、上記した平均分子量のもの、R6
は炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化水素基、xは0
〜10の整数である。
ケニルこはく酸イミドまたはその誘導体は、一般には、
ポリブテンと無水マレイン酸との反応で得られるポリブ
テニルコハク酸無水物と、ポリアミンとの反応によって
合成される。このポリアミンの例としては、単一ジアミ
ン、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、
ブチレンジアミン、ペンチレンジアミンなど;ポリアル
キレンポリアミン、例えば、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、
ペンタエチレンヘキサミン、ジ(メチルエチレン)トリ
アミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミ
ン、ペンタペンチレンヘキサミンなど、が挙げられる。
ミドのホウ素化合物誘導体、有機ホスフォネート誘導体
など、あるいはビスタイプのアルケニルこはく酸イミド
をアルデヒド、ケトン、カルボン酸、スルホン酸、アル
キレンオキシド、硫黄などと反応させたビスタイプのア
ルケニルこはく酸イミドの誘導体も使用できる。
ミド、その誘導体は、それぞれ単独で、あるいは2種以
上を混合して使用することができ、その配合割合は、1
〜10質量%、好ましくは1.8〜4質量%である。ビ
スタイプのアルケニルこはく酸イミド、その誘導体が少
なすぎると、耐ピッチング性が低下することがあり、多
すぎても、この効果は飽和し、経済的に不利となる。
は、化3の一般式(3)で表されるリン酸エステルのア
ミン塩である。
基、Xは酸素原子または硫黄原子、aは1、2または
3、bは0または1である。
素数5〜20の直鎖または分枝の飽和または不飽和脂肪
族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)、
炭素数6〜26の芳香族炭化水素基またはシクロアルキ
ル基が挙げられる。
しては、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、
酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸エステル、
をアルキルアミンで中和した化合物が挙げられる。
ッドホスフェート、2−エチルヘキシルアシッドホスフ
ェート、オクチルアシッドホスフェート、ラウリルアシ
ッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ト
リールアシッドホスフェートなどが挙げられる。酸性亜
リン酸エステルとしては、ジオクチルアシッドホスファ
イト、トリオクチルアシッドホスファイト、トリドデシ
ルアシッドホスファイト、ジドデシルアシッドホスファ
イト、トリオクタデセニルアシッドホスファイト、トリ
(オクチルフェニル)アシッドホスファイトなどが挙げ
られる。酸性チオリン酸エステルとしては、ジオクチル
チオアシッドホスフェート、トリオクチルチオアシッド
ホスフェート、トリドデシルチオアシッドホスフェー
ト、トリヘキサデシルチオアシッドホスフェート、トリ
オクタデセニルチオアシッドホスフェート、トリ(オク
チルフェニル)チオアシッドホスフェートなどが挙げら
れる。酸性ジチオリン酸エステルとしては、トリデシル
ジチオアシッドホスフェート、ジ(2−エチルヘキシ
ル)ジチオアシッドホスフェートなどが挙げられる。
ルキルアミンは、一般式NR8R9R10(式中、R
8、R9およびR10は、1価の炭化水素基または水素
原子であり、少なくとも1つは炭化水素基である)で表
され、具体的には、ジブチルアミン、オクチルアミン、
ジオクチルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミ
ン、オレイルアミン、ココナッツアミン、牛脂アミンな
どが挙げられる。
アミン塩は、リン系極圧剤としても使用することができ
るものであるが、(A)〜(C)成分を添加せずに、こ
のリン系極圧剤を硫黄系極圧剤と併用すると、耐ピッチ
ング性、シンクロ耐久性、酸化安定性を低下させる可能
性がある。
少なすぎると適性な引っ掛かり防止性を得ることができ
ないことがあり、多すぎると耐熱性が低下する可能性が
あるため、本発明では、0.1〜3質量%、好ましくは
0.3〜1質量%とする。なお、リン酸エステルアミン
塩に代えて、上記の酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸
エステル、酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸
エステルをそのままのかたちで使用しても、またアルキ
ルアミン塩をそのままのかたちで使用しても、同期不良
を解消することはできない。
物および硫化油脂の中から選ばれる1種以上であり、炭
化水素硫化物は、化4の一般式(4)で表され、代表的
なものとして、硫化オレフィン、ポリサルファイド化合
物が挙げられる。
一または異なる一価の炭化水素基、R12は二価の炭化
水素基である。xは1以上の整数、好ましくは1〜8の
整数であり、繰り返し単位中において、それぞれのxは
同一または異なる数であり得る。nは0または1以上の
整数である。
の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水
素基(例えば、アルキル基やアルケニル基)、炭素数2
〜26の芳香族炭化水素基を挙げることができる。具体
的には、エチル基、プロピル基、ブチル基、ノニル基、
ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、ベンジル基、
フェニル基、トリル基、ヘキシルフェニル基などがあ
る。R12としては、炭素数2〜20の直鎖または分岐
鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜
26の芳香族炭化水素基を挙げることができる。具体的
には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニ
レン基などがある。
ルペン類などのオレフィン類を硫黄その他の硫化剤で硫
化して得られるものである。
(5)で表され、具体的には、ジイソブチルジサルファ
イド、ジオクチルポリサルファイド、ジ−tert−ノ
ニルポリサルファイド、ジ−tert−ブチルポリサル
ファイド、ジ−tert−ベンジルポリサルファイドな
どがある。
式(4)のR11、R13と同じであり、xは2以上の
整数である。
と硫黄との反応生成物である硫化油脂は、油脂としてラ
ード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの
動植物油脂を使用し、これを硫化反応して得られるもの
である。この反応生成物は、単一のものではなく、種々
の物質の混合物であり、化学構造そのものは明確ではな
い。
化オレフィンおよびポリサルファイド化合物が、本発明
の(E)成分として好ましい。(E)成分の硫黄化合物
の配合割合は、0.05〜5質量%とする。0.05質
量%未満であると充分な極圧性が得られないことがあ
り、5質量%より多いと耐熱性が低下する可能性があ
る。
(E)成分の他に、目的に応じて、通常使用されている
公知の添加剤、例えば、摩擦調整剤、酸化防止剤、腐食
防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤などを
配合することもできる。この中で、摩擦調整剤として
は、脂肪酸、有機モリブデン化合物などが、酸化防止剤
としては、アミン系、フェノール系のものなどが、腐食
防止剤としては、ベンゾトリアゾール、アルケニルこは
く酸エステルなどが、粘度指数向上剤としては、ポリメ
タクリレート、オレフィンコポリマーなどが、流動点降
下剤としては、ポリメタクリレートなどが、消泡剤とし
ては、シリコン化合物、エステル系のものなど、がそれ
ぞれ使用できる。
相互作用により、耐ピッチング性、シンクロ耐久性、酸
化安定性に優れたものとなるばかりか、SNRとGCと
の引っ掛かりを効果的に防止でき、SNRとGCとの同
期時間を短縮できるとともに、極圧性が格段に向上す
る。
示す各成分を同表に示す割合(質量%)で配合して、本
発明および比較のギヤ油を調製した。これらのギヤ油に
つき、次の性能試験を行い、結果を表1〜6に合わせて
示す。
試験〕先ず、SNRとGCを台上に設置し、GCの回転
数をモーターにより600rpmに維持する。次いで、
24.5N・cm・s2で慣性力を発生させたSNRを
1200Nの荷重にて押し付ける。この押し付け開始か
らGC回転数が0rpmになるまでの時間を同期時間と
した。
らSNRを切り離す。この切り離し時に発生するトルク
(スティックトルク)を測定して、引っ掛かり防止性を
評価した。すなわち、スティックトルクが小さい程、引
っ掛かり防止性は優れることになる。
同期時間2.4s以下を合格とし、引っ掛かり防止につ
いては、スティックトルク2.0N・m以下を合格とし
た。
評価として、四円筒試験を行った。四円筒試験の試験条
件および疲労寿命の判定法は、次の通りとした。
サイクル毎に試験機を停止し、肉眼で観察できる損傷
(ピッチング)が発生するまでのサイクル数を疲労寿命
とした。すなわち、サイクル数が多いほど疲労寿命が長
く、かつ耐ピッチング性も優れることになる。本試験で
は、疲労寿命70万サイクル以上を合格とした。
Cを台上に設置し、ギヤコーンの回転数をモーターによ
り1200rpmに維持する。次いで、SNRを40k
gfの荷重にて押し付ける。その後、SNRの荷重を取
り除き、GCからSNRを切り離す。このSNRの押し
付けと切り離しとからなるパターンを、10000サイ
クル繰り返す。
けた時に発生するトルクを測定し、摩擦係数を求めた。
この摩擦係数を、100サイクルと10000サイクル
とで比較し、摩擦係数の高低で評価した。すなわち、摩
擦係数が高く、かつ10000サイクル後でもこの高い
摩擦係数を維持できるものをシンクロ耐久性が優れるも
のとした。本試験では、10000サイクル後の摩擦係
数が0.100以上を有するものを合格とした。
を行った。なお、IAEギヤ試験は、IP(イギリス石
油協会規格)法のIP166/68に従って行い、焼き
付き限界荷重を測定した。本試験では、焼き付き荷重が
150ポンド以上を合格とした。
0ポンドの荷重で運転を開始し、5分毎に5ポンドづつ
荷重を増加させた。)
度試験法(JIS K 2541)に準拠し、150
℃、96hrの条件で行った。評価は、粘度増加、全酸
価増加およびスラッジの有無で行った。
意味を有する。 *1:100℃の粘度が6.0mm2/s、粘度指数が
123、硫黄分が0.01質量%の基油 *2:100℃の粘度が6.0mm2/s、粘度指数が
96、硫黄分が0.6質量%の基油 *3:炭素数3と6の第2級アルキル基を有するアルキ
ルジチオリン酸亜鉛(C3とC6との混合物) *4:炭素数3と6の第1級アルキル基を有するアルキ
ルジチオリン酸亜鉛(C3とC6との混合物) *5:炭素数12の第1級アルキル基を有するアルキル
ジチオリン酸亜鉛 *6:塩基価398mgKOH/gのMgスルフォネー
ト *7:塩基価300mgKOH/gのCaスルフォネー
ト *8:塩基価29mgKOH/gのCaスルフォネート *9:2−エチルヘキシルリン酸エステルのオレイルア
ミン塩 *10:炭素数4のアルキル基を有する酸性リン酸エス
テル *12:ポリブテニル基の平均分子量が2400のビス
タイプアルケニルこはく酸イミド *13:ポリブテニル基の平均分子量が1900のビス
タイプアルケニルこはく酸イミド *14:ポリブテニル基の平均分子量が700のモノタ
イプアルケニルこはく酸イミド *15:その他の添加剤 *16:他社市販トランスミッションギヤ油(GL−3
75W85) *17:他社市販トランスミッションギヤ油(GL−3
80W)
は、優れた酸化安定性、耐ピッチング性、シンクロ耐久
性を有すると共に、SNRとGCとの引っ掛かり防止性
および同期不良解消性にも優れ、極圧性を大幅に向上さ
せる。したがって、本発明のギヤ油は、最近の高トルク
化に伴い大きな負荷がかかるギヤ用の油に要求される一
層優れた耐ピッチング性、シンクロ耐久性、極圧性、酸
化安定性の要求に対応することができると共に、自動変
速機のスムーズなシフト操作性をも確保することがで
き、自動車のマニュアルトランスミッションおよびトラ
ンスアクスル自動車のマニュアルトランスミッションギ
ヤ用として好適である。
Claims (1)
- 【請求項1】 100℃で2〜50mm2/sの粘度を
有し、硫黄分が0.1質量%以下である鉱油および合成
油の中から選ばれる1種以上を基油とし、これに、
(A)アルキル基の炭素数が8以上のプライマリージチ
オリン酸亜鉛0.5〜3質量%、(B)塩基価200m
gKOH/g以上を有するアルカリ土類金属型清浄分散
剤1.2〜4質量%、(C)平均分子量が2000〜5
000のポリブテニル基を有するビスタイプのアルケニ
ルこはく酸イミド、その誘導体1.5〜10質量%、
(D)リン酸エステルのアミン塩0.3〜3質量%
(E)炭化水素硫化物および硫化油脂の中から選ばれる
1種以上の硫黄化合物0.05〜5質量%、を含有して
なることを特徴とするギヤ油。
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